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超微玉米粉的制備

山東埃爾派 | 點擊量:0次 | 2021-03-29

摘要
  以含不同直鏈淀粉和支鏈淀粉比例的蠟質(zhì)玉米淀粉、普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉為原料,利用流化床氣流粉碎機制備超微粉。將不同水分質(zhì)量分數(shù)的3 種淀粉在55 ℃條件下干

  以含不同直鏈淀粉和支鏈淀粉比例的蠟質(zhì)玉米淀粉、普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉為原料,利用流化床氣流粉碎機制備超微粉。將不同水分質(zhì)量分數(shù)的3 種淀粉在55 ℃條件下干燥至水分質(zhì)量分數(shù)為6%左右,備用。

  流化床氣流粉碎系統(tǒng)設有3 個噴嘴,噴嘴間平面角度為120°,以潔凈壓縮空氣為粉碎工質(zhì),空氣溫度不高于45 ℃。粉碎操作參數(shù):持料量1.0 kg;進料頻率3 Hz;粉碎工質(zhì)壓力0.8 MPa,分級機轉(zhuǎn)速3 600 r/min;引風機流速15 m3/min;粉碎時間90 min。

  淀粉為天然高分子多晶聚合物,由直鏈淀粉和支鏈淀粉分子形成特定三維空間結構,組成淀粉顆粒結晶區(qū)和無定形區(qū)。受制于其多晶體系結構,天然淀粉存在不溶于冷水,成膜性、加工性及貯存性能差、凝膠易凝沉等缺陷,不適用于現(xiàn)代新技術、新工藝、新產(chǎn)品的開發(fā)應用。淀粉顆粒中直鏈淀粉和支鏈淀粉的分子結構特征和特性不同,如淀粉顆粒中支鏈淀粉有助于提高淀粉溶脹能力,直鏈淀粉則起抑制作用;淀粉糊化過程中,支鏈淀粉主要存在于溶脹顆粒中,而部分直鏈淀粉游離到顆粒外部形成連續(xù)膠體相。同種淀粉中直鏈淀粉含量不同使淀粉分子結構和組成發(fā)生變化,產(chǎn)生個體差異。玉米淀粉具有較優(yōu)的化學成分和較廣的應用領域,純度達99.5%,依據(jù)其組成中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量差異,可分為蠟質(zhì)玉米淀粉、普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉3種常見類型。蠟質(zhì)玉米淀粉中幾乎不含直鏈淀粉,普通玉米淀粉中含有22%~28%直鏈淀粉,而高直鏈玉米淀粉中直鏈淀粉含量達到55%以上。因直鏈淀粉與支鏈淀粉結構及性質(zhì)差異,使得不同鏈/支比玉米淀粉具有不同的結構和理化性質(zhì)。

  淀粉可通過物理、化學方法修飾獲得多種變性淀粉,作為原料廣泛應用于食品、醫(yī)藥等工業(yè)。氣流粉碎技術是淀粉物理改性的有效方法,是將干燥、凈化后的壓縮氣體通過設定噴嘴產(chǎn)生高速氣流,在粉碎設備腔內(nèi)帶動粉體顆粒高速運動,使顆粒受到?jīng)_擊碰撞、摩擦、剪切等作用而被粉碎,粉碎顆粒隨氣流被分級并收集。氣流粉碎是制備超微粉體的有效手段之一,產(chǎn)品平均粒徑為0.1~10µm,粉碎過程中產(chǎn)生機械力化學現(xiàn)象,使粉碎物料理化性質(zhì)發(fā)生變化。氣流粉碎技術具有產(chǎn)品粒度細、分布窄、精度高、均勻性與分散性好及生產(chǎn)能力和自動化程度高等特點,在食品、醫(yī)藥等領域應用廣泛。Protonotariou和Angelidis等利用氣流粉碎小麥粉,處理后粉體顆粒減小,持水量增大,糊化溫度降低,微細化小麥粉更適于烘焙面包應用。Araki和Ashida等利用氣流粉碎獲得微細化大米粉和米糠,并制作大米粉面包和米糠面包,所得產(chǎn)品質(zhì)地柔軟、色澤好、口感細膩、體積大。Antonios等利用氣流粉碎大麥粉和黑麥粉,獲得的微細化大麥粉和黑麥粉粒度明顯減小,損傷淀粉含量增加,粉體密度增大;Syahrizal等利用氣流粉碎處理脫脂大豆,處理后粉體溶解性、持水性和持油性增加,苦澀味降低;XiaWen等利用氣流粉碎木薯淀粉,處理后淀粉晶體結構受到破壞,分子鏈降解,淀粉糊黏度降低并存在剪切稀化行為;吳俊利用沖擊板式機氣流粉碎機粉碎玉米淀粉,處理后粉體晶體結構受到破壞,支鏈淀粉發(fā)生斷裂,分子質(zhì)量降低。

  利用流化床氣流粉碎機對普通玉米淀粉、高直鏈玉米淀粉和蠟質(zhì)玉米淀粉進行微細化處理,對處理后淀粉顆粒大小、形貌、溶解度、膨脹度、凍融穩(wěn)定性等結構及理化性質(zhì)進行了研究。但缺少對3種淀粉分子基團、分子質(zhì)量大小及分布、淀粉老化特性等結構和性質(zhì)進行表征和分析,以及氣流粉碎對不同鏈/支比淀粉作用效果的差異分析。因此,為進一步探究氣流超微粉碎對蠟質(zhì)玉米淀粉、普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉結構及性質(zhì)的影響,以及分析不同鏈/支比淀粉作用效果差異,本實驗利用流化床氣流粉碎機制備超微粉,研究微細化處理對淀粉顆粒形貌、晶體結構、分子基團結構、分子質(zhì)量等微觀結構及老化特性,為拓展淀粉資源的理論研究及深度開發(fā)利用提供理論與實踐指導。

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